現代科學之父一生追逐真理，卻被教會視為異端，300年後才得以平反

現代科學的昌盛離不開先人前赴後繼的努力，相信沒有哪個人會對這句話有異議。

可是說起先到科學的起源，就沒有這樣一個共識了。

有人說現代科學起源於古希臘那個大名鼎鼎的亞里士多德。

有人說那個統治了物理教科書的牛頓才是現代科學的真正起源。

古希臘哲學家亞里士多德

我們無法否認亞里士多德的貢獻，稱他是世界科學的奠基人也毫不為過。

可是老人家篤信單純依靠思辯就能得出真理，這與今天理論與實驗相結合的現代科學大相徑庭。

而牛頓作為理科生無法迴避的一代大魔王，顯然也是整個科學史上最濃墨重彩的人物之一。

但是牛頓的時代又太晚了，現代科學的普羅米修斯之火早已照亮了歐洲的大地。

在牛頓出生之前，科學還是宗教圈養的家畜。

聽起來有些弔詭，現代科學的起源還真離不開那個打壓哥白尼，火燒布魯諾的天主教。

這段科學掙脫宗教枷鎖的歷史當中，有一個關鍵人物功不可沒。

縱觀他畢生的貢獻，雖然融會貫通了數學、物理學、天文學三門學科，成果多卻算不上開天闢地。

可即便如此，他還是被譽為「現代科學之父」、「近代力學之父」。

他有一個很特別的名字，姓與名只相差一個字母——伽利略·伽利雷。

聽到伽利略這個名字，大多數人腦子裡第一個冒出來的會是那個知名的自由落體實驗。

這是很多課本當中都出現過的一個科學故事。

古希臘哲學家亞里士多德認為，物體的自由下落速度與其重量成正比，越重越快。

千百年來這都是一條不可置疑的真理，只有伽利略不這麼認為。

他找來了一輕一重的兩個球，從比薩斜塔上當眾釋放。

結果出乎眾人的意料，兩個球幾乎同時落地。

在眾人的驚呼聲當中，一個偉大的定律就此誕生，自由落體運動定律推翻了1900年前的真理！

可實際上，自由落體運動定律的誕生並沒有那麼戲劇化，正如現代科學的起源一樣。

…

伽利略的人生從一個沒落的貴族家庭開始。

他的父親文森西奧是一位出色的音樂家，以理論與實踐相結合的音樂思想聞名。

其長子伽利略不可避免地接受到了這種思想的熏陶。

伽利略

10歲時伽利略才開始上學，早年多是在一些修道會與修士一起學習。

7年後，伽利略跟隨父親進入比薩大學。

在比薩大學，伽利略很早就聞名全校了，倒不是因為他成績出眾，而是尤其喜愛反駁教授。

歷史悠久的比薩大學

他在那個時期就已經著手研究亞里士多德的自然哲學，併產生了懷疑。

尤其是物體的下降速度與其重量成正比這一條。

因為如果亞里士多德的理論是正確的，那從天而降的冰雹會發生會詭異的事情。

所有較大的冰雹將會第一時間落下，而較小的那些永遠會在最後才到達地面，這顯然是不符合事實的。

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也正是在這個時期，伽利略迎來了自己的第一個重大發現。

據說當時還不滿20歲的伽利略在比薩的教堂里觀察吊燈的擺動，發現無論擺動幅度如何變化，擺動的周期總是相同的。

為了驗證這個發現，伽利略又做了很多實驗，最終確定，一個簡單擺的擺動周期是固定的，與擺動幅度無關。

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後來他還以此原理製作了可以供醫生測量脈搏的裝置。

調整繩子的長度，使得裝置的擺動周期與病人的脈搏一致，讀出繩子上的刻度就能快速得出脈搏準確數值。

對自然科學的興趣隨著一場幾何學的演講而蔓延開來。

伽利略常常向當時的數學教授請教一些幾何學的問題，其中一位宮廷數學家發現了伽利略的天賦，希望他未來能從事數學研究。

年輕的伽利略

可是伽利略的父親很早就希望他將來能夠成為一名醫生，畢竟當時醫生的收入起碼是數學家的30倍。

伽利略哪裡會管這些，他連教授都敢反駁，違背父親的意願又算什麼。

他沒有完成父親為他選擇的醫學課程，也沒有取得學位就離開了比薩大學。

伽利略

隨後伽利略便跟隨這位宮廷數學家，正式開始了他的科學生涯。

讓他成名的研究自然就是反駁亞里士多德的理論。

不過與我們的常識不同，伽利略實際上很可能並沒有在比薩斜塔上做過自由落體的實驗。

因為要推翻亞里士多德，用亞里士多德最愛的思辯方式就足夠了。

亞里士多德雕像

以亞里士多德的觀點，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的速度大。

如果將兩塊石頭綁在一起，下落快的會被下落慢的拖著而減慢，最終的速度介於兩者之間。

假設這個結論成立，兩塊石頭作為一個整體其重量比原本的大石頭還要大，可下落速度卻不增反降。

很顯然，亞里士多德對自由落體的觀點是自相矛盾的。

伽利略就是通過這樣的邏輯推理直接推翻了亞里士多德的1900年前的「真理」。

為了驗證，他當然也做過相關的實驗，只不過不是在比薩斜塔上，而是在嚴格控制坡度的斜坡上。

而比薩斜塔實驗的出處據說是來自伽利略的支持者，其目的是讓理論更容易理解。

實驗所用的斜坡

對物體運動的研究也讓伽利略注意到了阻力的存在。

羽毛之所以下落的慢是因為空氣的阻力，在地面運動的物體之所以最終會停下來是也是因為阻力。

這又與當年亞里士多德的觀點相異。

所以有這麼一個幽默的說法，現代科學的誕生就是從反駁亞里士多德開始的。

不過這些現代人看起來正確無比的結論並沒有讓伽利略功成名就，反而讓他成為了眾人排擠的對象。

當時比薩大學的教材均出自亞里士多德學派之手，伽利略雖然沒有將自己的研究公之於眾，但也常常發表一下尖銳的反對意見。

這些言論引起了校內學派很大的不滿，因此常常歧視和排擠伽利略。

同時也因為父親的離世，伽利略選擇了離開比薩前往威尼斯的帕多瓦任職。

伽利略

在帕多瓦的這段時間裡，伽利略研究發明了許多新玩意。

包括一種能解決炮擊問題的機械計算器，還有遠稱不上實用的試驗性溫度計。

除此之外他還結識了好友開普勒，在與開普勒的書信來往中，伽利略曾表示自己已經相信了哥白尼的理論。

但是誰都知道這種事情輕易不能張揚，哥白尼的遭遇就是最好的前車之鑒。

主張日心說的哥白尼

1600年，又發生了一件大事，一位公開反對地心說的勇士布魯諾被視作異端，燒死在羅馬鮮花廣場。

這件事給了伽利略當頭一棒，他明白，想要徹底推翻亞里士多德的學派還需要等待。

異端被當眾燒死

在布魯諾被燒死的第九年，傳說一名荷蘭眼鏡師發明了一種叫望遠鏡的儀器。

從小就熱愛鑽研儀器的伽利略立馬也開始製作其自己的望遠鏡。

不出一年，伽利略就製作出倍率達到33倍的望遠鏡，用來觀察日月星辰，甚是美妙。

伽利略的望遠鏡也給世人帶來了許多新發現：月球高低起伏的表面，木星的四顆衛星，無數發光星體組成的銀河。

教會十分欣賞伽利略的天文學成果，對他也相當認可。

當年，他就接受託斯卡納公國的邀請，擔任宮廷首席數學家，同時出任比薩大學首席數學教授。

實際上他的這些天文學發現都是證明哥白尼學說的最好證據，教會的認可讓伽利略認為時機到來了。

次年，伽利略前往羅馬，意圖贏得宗教、政治與學術上的認可。

教皇保羅五世親自熱情地接待了伽利略，還給了他一個院士頭銜。

只不過神父們雖然承認伽利略的觀測先發現，但是對於他傾向哥白尼學說的一些解釋並未認同。

幾年後，一群教士聯合眾多伽利略的反對者攻擊他為哥白尼辯護，並控告他違反了基督教義。

伽利略當然明白事態的嚴重性，他立馬趕往羅馬挽回自己的聲譽。

最終，教廷免除了伽利略的懲處，但是下達了一項禁令，禁止伽利略以口頭或文字的形式為日心說辯護。

不過，俗話說柳暗花明又一村，伽利略的好朋友烏爾邦八世即將出任新教皇。

等到好友新官上任，自己就又有機會實現夢想了。

1624年，伽利略第四次前往羅馬，恭賀好友烏爾邦八世上任，同時也打算說服新教皇接觸禁令。

結果沒想到好友表示十分理解和同情，並一口拒絕了他，繼續堅持禁令不動搖。

但作為好友，教皇還是心軟了，允許伽利略寫一本同時介紹日心說和地心說的數，態度必須中立。

於是伽利略花了6年時間完成了自己的大作《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》。

這本書很有意思，兩位分別代表托勒密和哥白尼的學者在一個聰明卻不懂天文的人面前辯論。

兩人以非常淺顯易懂的語言解釋各自支持的學說，文風詼諧幽默，甚至還風趣地影射了教皇。

一經出版，迅速火爆全義大利，甚至被認為是義大利文學史上的名著。

不過書中以支持哥白尼的學者大獲全勝結局，加上對教皇侮辱性的影射，被有心之人抓住了把柄。

不少人在教皇面前煽風點火，包括教皇背後的政治集團也不斷地施壓。

教皇也許心裡支持好友伽利略，但現實逼迫著他審判這個異端。

年近七旬的伽利略被傳喚至羅馬，等著他的是嚴刑威脅下的審判。

最終伽利略被迫跪在地上，在一份由教廷寫好的悔過書上籤了字。

隨後主審官宣布，判處伽利略終身監禁，《對話》一書盡數銷毀，永遠不得出版。

審判伽利略

也許是因為伽利略良好的認罪態度，也許是因為教皇內心的掙扎。

伽利略的判決不久後又改為了在家軟禁，由他的學生和故友負責看管。

然而在故友的鼓勵下，伽利略又振作了起來，重新研究起了物理學問題。

同樣以對話的形式將自己畢生的科學思想與科研成果撰寫成書，偷偷在荷蘭出版。

在人生的最後幾年裡，伽利略精力了最痛苦的時光。

他因為早年觀察太陽而雙目失明，大女兒在照顧他的時候不幸離世。

儘管如此，伽利略在生命的最後一刻也沒有停下科學研究，享年78歲。

1979年，在伽利略被審判的300多年後，羅馬教皇公開在集會上宣布：1633年教廷對伽利略的宣判是不公正的。

這位科學史上的先鋒才終於被平反。

可那已經不重要了，伽利略的科學精神早就已經深入民心。

牛頓系統地總結了伽利略及其惠更斯的工作，得出了萬有引力定律和牛頓三定律。

愛因斯坦也這樣評價：伽利略的發現，以及他所用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標誌著物理學的真正的開端！

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科學的發展總是要經歷陣痛，最早接近真相的人很多時候並不是這些流芳百世的名人。

只不過他們除了應有的學識外，碰巧還擁有追求科學所需的特殊勇氣。

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作者系網易新聞·網易號「各有態度」簽約作者

內容為【SME】公眾號原創，歡迎轉載

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